مدل سازی اجزای محدود برش ماده فولادی با جت آب دارای ذرات برنده

مدل سازی عددی روش های ماشین کاری در تحلیل پارامتری و بهینه سازی این روش ها سودمند هستند. در این مقاله با استفاده از روش اجزای محدود غیرخطی، مدلی عددی از فرایند برش یک ماده فولادی با استفاده از جت آب دارای ذرات برنده (awj) ارائه می شود. با استفاده از این مدل، اندرکنش جامد-جامد (اندرکنش بین ذره برنده و ماده هدف) و اندرکنش سیال-جامد (اندرکنش بین جت آب، ذره برنده و ماده هدف) مورد بررسی قرار می گیرد. از المان های اویلری برای مدل سازی جت آب و از المان های لاگرانژی برای مدل سازی ذره برنده و ماده هدف استفاده می شود. اندرکنش دینامیکی بین جت آب با ذره برنده و ماده هدف با استفاده از کوپلینگ اویلری-لاگرانژی تعریف می شود. همچنین برخورد ذره برنده کروی با ماده هدف با استفاده از الگوریتم های تماسی مدل سازی می شود. برای شبیه سازی سایش ماده هدف به واسطه برخورد، روش حذف المان بر اساس یک کرنش بحرانی مورد استفاده قرار می گیرد. در تحلیل حاضر، عمق برش برای فشارهای مختلف جت آب به دست آمده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در فشارهای بالا، فرض کروی بودن ذره برنده در شبیه سازی awj نتایج بهتری را در مقایسه با فشارهای پایین ارائه می دهد.